АСУ компрессором

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт теплоэнергетики

Кафедра АТПП 
 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

к курсовому  проекту

по дисциплине

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ» 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                Выполнил : Галимов А.А.

                                                                  Группа:       УИТ-1-07

                                                                  Проверил: Гильфанов К.Х. 
 
 
 

Казань 2010 г. 

Содержание.

• Введение
• Постановка задачи
• Функциональная (структурная) схема
• Сетевая архитектура и топология сети
• Выбор сетевой ОС , службы сетевой ОС
• Расчет параметров кабеля интерфейса RS-485 для скорости обмена информации

          120 кбит/с

• Кабельная система
• Система питания сетевого оборудования
• Размещение сетевого оборудования
• Автоматизированное рабочее место (АРМ)
• Internet/Intranet компоненты
• Стратегия администрирования и управления
• Защита информации в сети
• Файловые системы и управление дисковым пространством
• Определение материальной части сети

Приложение 1. Кабельный  журнал

Приложение 2. Спецификация  сетевого оборудования

Приложение 3. Ведомость потребности в материалах

Приложение 1. Топология  сети

Заключение

Библиографический список 
 
 
 
 
 

Введение. 

            Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии, с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.         

   Построение  единой информационной инфраструктуры промышленных предприятий, обеспечивающей совместную работу программных и аппаратных средств систем АСУТП, становится все более актуальной задачей. Современные системы АСУТП используют в коммуникационных инфраструктурах сети Ethernet, Foundation Fieldbus, Profibus, DeviceNet и др.

   Не  так давно компьютерные сети стандарта Ethernet считались технологией для  офисов, а не для промышленных предприятий. Тем не менее, экономические и  технические факторы привели  к внедрению данной технологии в  значительную долю важных промышленных приложений. Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в несколько миллионов.

   Fast Ethernet – спецификация IEЕЕ 802.3u официально принятая 26 октября 1995 года определяет стандарт протокола канального уровня для сетей работающих при использовании как медного, так и волоконно-оптического кабеля со скоростью 100Мб/с. Новая спецификация является наследницей стандарта Ethernet IEЕЕ 802.3, используя такой же формат кадра, механизм доступа к среде CSMA/CD и топологию звезда. 
 

Постановка  задачи.

   Разработать проектную документацию на промышленную многоуровневую сеть АСУТП компрессорной – план на отм. 0.000. Количество параметров в помещении компрессорной: IA=16, ID=4, OA=4, OD=4. Предусмотреть обмен информацией с диспечерской, расположенной на втором этаже (отм. 4.600) в помещении «Операторская». Использовать технологии  и ПОРВ Ethernet 100 Base.

   Функциональная (структурная) схема  сети.

  Так как целью нашего проекта является создание сети АСУТП компрессорной с обменом информации с диспетчерской, то структура сети будет следующей:

1. Есть два компрессора, находящихся на первом этаже. Количество параметров в этом помещении – 28( входные и выходные сигналы). Будем полагать, что все эти сигналы идут от/к компрессора(-у). Сигналы обрабатываются в контроллере, который находится в этом же помещении в коммуникационном шкафу. Контроллер выполняет функции управления параметрами компрессора, обработки информации.
2. Контроллер подключим к двум рабочим станциям. 1- HMI рабочий терминал. (Он установлен на стене в этой же комнате). 2 – АРМ на втором этаже в помещении Операторская.
3. На втором этаже в Операторской кроме АРМ есть еще два компьютера: РС1, РС2. Соединим все три компьютера в сеть по топологии звезда с маршрутизатором( для выхода в интернет или для соединения с филиалом). Кроме того, АРМ выполняет функции администратора (сервера).

Сетевая архитектура и топология сети

     Информационные сети классифицируются по ряду признаков: 1) по способу коммутации данных; 2) по территориальной удаленности; 3) по выполняемым узлами функциям.

   В соответствии с выполняемыми функциями  сети бывают: одноранговые,  на основе сервера и комбинированные.

   В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер;  Нет устройства ответственного за администрирование сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети. Количество узлов не более 10.

   Сеть  на основе сервера отличается от одноранговой тем, что специализированный компьютер (иногда несколько компьютеров) осуществляет управление всеми рабочими местами (или определенной группой), выполняя наиболее важные задачи, позволяющие сети функционировать как единое целое. Если в одноранговой сети функции сервера может выполнять любая клиентская машина, то здесь это невозможно. Различие в производительности между сервером и рабочим компьютером, как правило, очень велико. Рабочий компьютер может иметь ограниченную и, поэтому недорогую, комплектацию, сервер же, наоборот, оснащается специализированными высокопроизводительными комплектующими, которые практически не используются в обычных офисных или домашних компьютерах. Являясь «ядром сети», сервер оптимизируется под непрерывную обработку клиентских запросов. Управление сервером осуществляется специальными операционными системами, обеспечивающими надежную защиту информации, централизованный контроль и управление сетевыми ресурсами.

   Круг  задач, которые должны выполнять  серверы, многообразен и сложен. Чтобы  приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших  сетях стали специализированными. Например, в сети Windows Server 2008 существуют различные типы серверов:

Файл-серверы и принт-серверы.

   Файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, чтобы работать с текстовым процессором, Вы прежде всего должны запустить его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на файл-сервере, загружается в память Вашего компьютера, и, таким образом, Вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных.

  Серверы приложений. 
    На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на Ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса.

Почтовые серверы и Факс-серверы

Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети. Факс-серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.

Коммуникационные серверы.

      Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

   Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Сервер и одноранговые сети могут работать самостоятельно и с администрированием. Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы, так как в ней могут функционировать оба типа операционных систем.

Топология сети

   Термин  «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов  сети. Топология — это стандартный  термин, который используется профессионалами  при описании основной компоновки сети. Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

   Базовые топологии локальных сетей:  шина (bus); звезда (star); кольцо (ring).

   Топологию “шина” часто называют “линейной  шиной”. Данная топология относится  к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

   При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту – концентратору или коммутатору. Сигнал от передающего компьютера поступает через концентратор (коммутатор) ко всем остальным. В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

     Если кабель, к которому подключены  компьютеры, замкнут в кольцо, такая  топология носит название «кольца». В настоящее время при компоновке сети все чаще используется комбинированная топология, которая сочетает отдельные свойства шин, звезды и кольца. 

Microsoft Windows Server 2008.

   Microsoft Windows Server 2008 (кодовое имя «Longhorn Server») - новая версия серверной операционной системы от Microsoft, которая помогает ИТ-специалистам полностью контролировать инфраструктуру, обеспечивая беспрецедентную доступность и управляемость, что позволяет достичь более высокого, чем когда-либо, уровня безопасности, надежности и устойчивости серверной среды.

   Преимущества:

   ОС Windows Server 2008 открывает перед организациями  новые возможности, предоставляя всем пользователям, независимо от их местонахождения, доступ к полному набору сетевых  услуг. Кроме того, в Windows Server 2008 имеются  средства для анализа состояния и диагностики операционной системы, помогающие администраторам уделять больше времени развитию бизнеса.

  В основу Windows Server 2008 положена успешная и мощная операционная система Windows Server 2003, а также усовершенствования, реализованные в пакете обновления 1 (SP1) и выпуске Windows Server 2003 R2. Тем не менее ОС Windows Server 2008 — не просто усовершенствование предшествующей операционной системы. Она разработана для того, чтобы обеспечить организации наиболее производительной платформой, позволяющей расширить функциональность приложений, сетей и веб-служб, от рабочих групп до центров данных, и значительно улучшить качество базовой операционной системы.

В Windows Server 2008 не только добавлены новые  функции, но и значительно усовершенствованы многие возможности базовой ОС Windows Server 2003. Среди них следует отметить работу с сетью, расширенные функции безопасности, удаленный доступ к приложениям, централизованное управление ролями сервера, средства мониторинга производительности и надежности, отказоустойчивость кластеров, развертывание и файловую систему. Эти и многие другие улучшения помогают вывести серверы на максимальный уровень гибкости, безотказности и управляемости.

   Эффективное обнаружение и устранение неполадок  с помощью мощных средств диагностики, дающих наглядное представление об актуальном состоянии серверной среды, как физической, так и виртуальной.

   Улучшенный  контроль над удаленными серверами, например серверами филиалов. Благодаря  оптимизации процессов администрирования серверов и репликации данных вы сможете лучше обслуживать своих пользователей и избавитесь от некоторых управленческих проблем.

   Облегченное управление веб-серверами с помощью Internet Information Services 7.0 — мощной веб-платформы  для приложений и служб.

   Встроенные  технологии для виртуализации на одном сервере нескольких операционных систем (Windows, Linux и т. д.). Благодаря  этим технологиям, а также более  простым и гибким политикам лицензирования сегодня можно без труда воспользоваться  преимуществами виртуализации, в том числе экономическими.

   Централизованный  доступ к приложениям и беспрепятственная  интеграция удаленно опубликованных приложений.

   Службы Windows Server 2008:

   Диспетчер серверов

   Новая возможность Windows Server 2008, предоставляющая единый интерфейс, через который администратор может выполнять все действия по установке и настройке серверных ролей и компонентов Windows Server 2008 и управлению ими. Диспетчер серверов заменяет и объединяет в себе функции ряда компонентов Microsoft Windows Server 2003, таких как «Управление сервером», «Мастер настройки сервера» и «Установка и удаление программ». С помощью диспетчера серверов можно настраивать разные функции и роли компьютеров.

   Windows PowerShell

        Новая оболочка командной строки, поддерживающая более 130 средств и встроенный язык программирования. Через нее администратор может без труда контролировать и безопасно автоматизировать выполнение рутинных задач по управлению системами, особенно на нескольких серверах. Оболочка Windows PowerShell не требует миграции существующих сценариев и идеально подходит для автоматизации новых функций Windows Server 2008. Благодаря новому языку написания сценариев, единообразному синтаксису и служебным программам оболочка Windows PowerShell ускоряет автоматизацию задач по управлению системами (Active Directory, сервер терминалов, Internet Information Server (IIS) 7.0 и т. д.) и позволяет учитывать уникальные особенности среды компании.

   Internet Information Services 7.0 Windows Server 2008

      Содержит унифицированную платформу для веб-публикаций, которая объединяет Internet Information Services (IIS) 7.0, ASP.NET, Windows Communication Foundation, Windows Workflow Foundation и Windows SharePoint Services 3.0. Службы IIS 7.0 являются главным усовершенствованием существующего веб-сервера Windows и играют главную роль в интеграции технологий веб-платформ. Они помогают разработчикам и администраторам поддерживать максимальный контроль над интерфейсами сети и Интернета при помощи ключевых функций, в число которых входят: делегирование управления, повышение безопасности, снижение уязвимости, встроенный контроль над приложениями и состоянием веб-служб, а также усовершенствованные средства администрирования.

Роли Active Directory

С помощью Active Directory заказчики могут управлять удостоверениями и взаимоотношениями, формирующими сеть организации. Позволяют организациям централизованно настраивать параметры систем, пользователей и приложений и управлять этими параметрами. Доменные службы Active Directory (AD DS) хранят данные каталогов и управляют взаимодействием между пользователями и доменами, в том числе входом в домен, проверкой подлинности и поиском в каталоге. Кроме того, интегрированные роли поддерживают средства и технологии управления удостоверениями и доступом, которые позволяют централизованно управлять технологиями и учетными данными и предоставлять доступ к устройствам, приложениям и данным только уполномоченным пользователям.

   Контроллер  домена только для чтения (RODC)

         Новый тип конфигурации контроллера домена в операционной системе Windows Server 2008 позволяет организациям легко развертывать контроллеры домена в местах, где не может быть гарантирована их физическая безопасность. Контроллер домена RODC содержит доступную только для чтения реплику базы данных службы каталогов Active Directory для определенного домена. До выпуска настоящей версии пользователи в филиалах, где не было возможности обеспечить должную физическую безопасность контроллера домена, должны были проходить проверку подлинности на контроллере домена через глобальную сеть. Во многих случаях такой путь нерационален. Размещая доступную только для чтения реплику базы данных службы каталогов Active Directory ближе к пользователям из филиалов, можно добиться сокращения времени входа в систему и более эффективного доступа к ресурсам проверки подлинности в сети, даже если обеспечить должную физическую безопасность традиционного контроллера домена нереально.

Самовосстанавливающаяся NTFS

Если  в предыдущих версиях Windows операционная система обнаруживала ошибки в файловой системе тома NTFS, она отмечала том как «грязный»; исправление ошибок на томе не могло быть выполнено немедленно. С самовосстанавливающейся NTFS вместо блокировки всего тома блокируются только поврежденные файлы/папки, остающиеся недоступными на время исправления. Благодаря этому больше нет необходимости перезагрузки сервера для исправления ошибок файловой системы.

   Службы  терминалов

        Службы терминалов в Windows Server 2008 предоставляют новые возможности для подключения к удаленным компьютерами и приложениям. Удаленные программы служб терминалов интегрируют приложения, запущенные на удаленном терминале, с настольным компьютером настолько полно, что они ведут себя так, будто выполняются в локальной системе. Кроме того, можно одновременно использовать программы на удаленных терминалах и на своем компьютере. Веб-доступ служб терминалов, при той же гибкости доступа к удаленным приложениям, какая достигается с помощью веб-обозревателя, обеспечивает более широкий выбор способов подключения к программам, запущенным на удаленных терминалах.

     Server Manager

Server Manager - это новое, основанное на ролях  средство управления Windows Server 2008. Он является комбинацией Управление данным сервером и Мастер настройки безопасности из Windows Server 2003. Server Manager является улучшенным диалогом Мастер настройки сервера который запускался по умолчанию в Windows Server 2003 при входе в систему. Теперь он позволяет не только добавлять новые роли, но ещё и объединяет в себе все операции, которые пользователи могут выполнять на сервере, а также обеспечивает консолидированное, выполненное в виде единого портала отображение текущего состояния каждой роли.

   Службы  развертывания Windows (WDS)

    Службы WDS — это обновленная и модернизированная версия служб удаленной установки (RIS) для Windows Server 2008, помогающая быстро развертывать операционные системы Windows на основе образа. Они позволяют произвести установку Windows Vista и Windows Server 2008 по сети на компьютеры без операционной системы и даже допускают смешанное окружение, включающее Microsoft Windows XP и Microsoft Windows Server 2003. Таким образом, службы WDS обеспечивают комплексное развертывание операционных систем Windows на клиентских компьютерах и серверах и уменьшают общую стоимость владения и сложность развертывания Windows Server 2008 и Windows Vista.

   Системные требования:

                                                     Рекомендуется                       Оптимально

Кабельная система

Кабель  неэкранированная витая пара (UTP), 4 пары, одножильный (solid), внутренний (indoor), категория 5e

1 – Внешняя  оболочка

2 – Витая  пара solid

Неэкранированный  медный кабель, 4 пары, категория 5е, одножильный

Кабель подходит для горизонтальной прокладки в локальных сетях.

Материалы:

Проводящий  материал: проволока из мягкой отожженной электролитической меди;

Изоляция  жил: полиэтилен высокой плотности

Внешняя оболочка: ПВХ (поливинилхлорид)

Технические характеристики:

Кабель интерфейса RS-485, 1x2x22 AWG SFTP, 120 Ом, в ПВХ-оболочке

     Кабели марки МКЭКШВ

     Кабели марки МКЭКШВ и МКЭШВ  разработаны по специальным требованиям  для формирования информационных  полевых шин, подключения датчиков с цифровым частотно-модулированным сигналом, сигналом 4-20 мА, по интерфейсу HART или RS 485. Кабель представляет собой витые пары проводов с цветовой маркировкой в общем экране или с попарным экранированием, панцирная (проволочная) броня - только для МКЭКШВ и МКЭКШВнг. Предназначен для стационарной прокладки внутри и вне помещений в кабельной канализации и в открытом грунте, в том числе во взрывоопасной зоне класса IIВТ4. Эксплуатация при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С. Возможно применения кабеля во всех макроклиматических районах включая тропики

Элементы  конструкции:

токопроводящая  жила - медная, луженая многопроволочная, 4 класса.

изоляция - поливинилхлоридный пластикат.

скрутка - изолированные жилы скручены в кабель. в каждом повиве две счетные жилы, отличающиеся цветом друг от друга и от остальных жил повива.

   экран - в общем экране или с луженым  общим экраном , или с попарным луженым экраном.

оболочка - поливинилхлоридный пластикат.

количество  жил - максимальное число витых пар до 37.

Срок  службы — 15 лет.